JP5513438B2 - スタンド型イメージスキャナ装置、その初期診断装置 - Google Patents
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Description
図示のスタンドスキャナ100は、台座101、この台座101に取り付けられたスタンド102から成る。スタンド102は、足部102aとヘッド部102bから成り、ヘッダ部102bは台座101上方の所定の高さに位置する。ヘッダ部102bは不図示のイメージセンサ、レンズ等から成る撮像部102’を備えている。尚、スタンドスキャナ100は、更に図示しない情報処理装置を有していてもよく、撮像画像の表示や後述する各種補正等は、この情報処理装置が行ってもよい。
スタンド型イメージスキャナの場合、周囲の光源に依存するため、例えば明るい環境下と暗い環境下とでは、撮像画像の明るさ(階調)が異なるものとなり、そのままでは同じ画像を得ることができない。その為、例えばスタンドスキャナの設置時に調整を行うようにしている。
図20(a)、(b)は、上記基準媒体(白紙など)を撮影した画像である。図20(a)が最初の撮像画像であり、図20(b)が露出時間やゲインを調整後の撮像画像である。更にこの図20(b)の撮像画像に対して影補正した画像を図20(c)に示す。
特許文献1の従来技術は、明るさを測定する複数の明るさ検出器(照度計等と思われる)を被写体の近傍に配置し、2つの検出器により測定された明るさの差が、所定値よりも大きい場合に警報を発する。警報が発せられた場合、画像読取装置を移動させるか、遮蔽物を移動させる。
・暗すぎる環境では、露出時間を過度に長くとる必要がある為、撮影に要する時間が長く掛かってしまう。また、被写体が動く場合には画像ブレが発生し易くなる。また、ゲインを過度に掛けることで、画像のS/N比が悪化し、ノイズが出易くなる。
・明るすぎる環境では、露出時間を過度に短くとる必要があるため、蛍光灯のフリッカ(ちらつき)を拾い易くなる。
・濃すぎる影の場合、本来の画像データに対して補正すべき割合の量が過度に大きくなるため、補正後の画像にノイズが多くなり易くなる。
・照度を計測する専用の計測器を要するため、手間が掛かり不便。
・測定者によって結果がばらついたり曖昧になったりと、測定の精度に問題が生じる。
・調査の結果、設置場所が適切でなかった場合の対処方法が不明である。
図1は、本例のスタンド型イメージスキャナ装置の構成図である。
図1(a)には概略的な外観図を示し、図1(b)には主にカメラボード3の詳細構成例を示す。これ自体は上記従来構成と略同様である。
尚、この図2の処理や後述する他のフローチャート図(図3、図5等)の処理は、制御CPU12が実行してもよいし、制御PC5が実行してもよいし、両者が役割分担しながら実行してもよい。
また、影の強さを算出する(ステップS15)。この処理についても後に詳細に説明する。
以下、上記ステップS14、S15,S16、S18の各処理について、詳しく説明する。
まず、予め実験等によって、露出時間及びゲイン量に対応する照明光量を求めておく。これは、各機種毎に任意の1つの照明光量に対応する露出時間及びゲイン量を求めておけばよい。この実験では、勿論、基準媒体を使用するものであり、その撮像画像の階調値が上記所定値(250等)となるように露出時間及びゲイン量を調整するものである。また、照明光量は照度計等を用いて測定するものであってよい。
例えば、ある装置に関して事前に以下の実測結果(基準値)が得られたものとする。
・800ルクス環境下で、露出時間50ms、且つ、ゲイン6dB(2倍ゲイン)
図3の処理について、上記具体例も用いつつ説明する。
図3において、まず、露出時間に関する上記基準値(50ms)と設定値(25ms)との比を、上記照明光量の基準値(800ルクス)に乗算する(ステップS21)。すなわち、
照明光量の基準値×(露出時間の基準値/露出時間の設定値)
を求める。
が求められることになる。
続いて、ゲインに関する上記基準値(6dB)と設定値(0dB)との差を、上記ステップS21の演算結果に乗算する(ステップS22)。
となる。
尚、よく知られているように、6dBは2倍ゲインを意味し、また例えば0dBは1倍ゲインを意味する。
上記ステップS22の演算結果を、推定照明光量に決定する(ステップS23)。上記の例では、推定照明光量は3200(ルクス)となる。
この処理の基本は、基準媒体に係わる階調の比率を算出することで影の強さの比率を求めるものである。そのうち、最大となる比率を、影の強さとして推定する。すなわち、影の強さは、例えば以下の式を用いて算出するものである。尚、以下の式における階調値は、何れも基準媒体に係わる階調値である。
影の強さ(%)={(最大階調値−最小階調値)/最大階調値}×100
影の強さ={(250−200)/250}×100=20(%)となる。
図4(a)に示す照明光量用の判定マトリックス20は、各推定照明光量21に対応付けて、判定22及び重み付け係数23が登録されている。各推定照明光量21は、図示のように例えば300〜500ルクス、500〜800ルクス等のように推定照明光量の範囲を示すものである。そして、各推定照明光量の範囲毎に、判定22及び重み付け係数23が登録されている。判定22は図示の例では×、△、○、◎の4段階評価であり、×が最も悪く、◎が最もよい。また、重み付け係数23は、これら判定22を、1,2,3,4等の数値によって示すものと考えてよい。図示の例では、重み付け係数23の値が大きいほど評価が高いことになる。
次に、以下、上記ステップS18の処理、すなわち設置場所の変更方法の推定処理について説明する。
図5の処理は、まず、上記基準媒体の撮像画像における影の強さの分布を算出する(ステップS31)。続いて、ステップS31で求めた基準媒体上の影の強さの分布に基づいて、基準媒体の画像領域の外側における影の分布を推定する(ステップS32)。これによって、基準媒体画像の領域内外の影の分布が求められる。
尚、以下の説明における縦、横とは、図6に示すx方向が横方向、y方向が縦方向を意味するものとする。
まず、基準媒体(白紙など)の撮像画像を、例えば図6(a)に示すように多数のブロックに分割する。図6(a)の例では、横10×縦14(10列×14行)の140個のブロックに分割している。勿論、ブロック数(分割数)や分割の仕方は、任意で構わない。例えば同じ140ブロックであっても、横14×縦10等としても構わない。尚、本例ではブロック単位の処理を例にするが、この例に限るものではなく、例えばドット(画素)単位での処理を行っても良い。尚、ここでは基本的に、1つのブロックは複数のドット(画素)より成るものとしている。
各ブロックの影の強さ(%)={(「各ブロックの階調値の最大値」−各ブロックの階調値)/「各ブロックの階調値の最大値」}×100
尚、以下の説明では、上記縦、横の代わりに、上記行、列の表現を用いるものとする。よって、図6に示す例は、列の数が10列、行の数が14行の140個のブロックより成るものと言える。また、上下左右とは、図上における上下左右を意味するものとする。
すなわち、まず、図7(a)に示すように、上記10列のうちの両端の列それぞれについて、その列の影の強さの平均値を求める。これは、各列毎に、その列に属する全てのブロック(14行であるので、ブロック数は14個となる)の影の強さの総和を求め、この総和をブロック数(14)で割ることで(影の強さの総和÷ブロック数)、その列の影の強さの平均値が得られる。
同様に、図7(b)に示すように、上記14行のうちの両端の各行それぞれについて、その行の影の強さの平均値を求める。これは、各行毎に、その行に属する全てのブロック(10列であるので、ブロック数は10個となる)の影の強さの総和を求め、この総和をブロック数(10)で割ることで(影の強さの総和÷ブロック数)、その行の影の強さの平均値が得られる。図示の例では、行毎の影の強さの平均値は、上端の行が10%、下端の行が30%となっている。
まず、上記図7(a)の処理結果に基づいて、図7(c)に示すように、図上左右方向の領域外の影の強さを推定する。すなわち、図示のように基準媒体の左右両端の影の強さの平均値は分かっており、ここでは基準媒体内も基準媒体外も、影の強さは図示のように直線状に変化するものと見做す。これより、基準媒体の領域内も領域外も、この直線(その傾き等)に基づいて、各所の(各ブロックの)影の強さを推定できる。具体的なコンピュータ処理は、後に説明する。
同様にして、上記図7(b)の処理結果に基づいて、図7(d)に示すように、図上上下方向の領域外の影の強さを推定することができる。具体的なコンピュータ処理は、後に説明する。
各ブロックの照明光量=(推定照明光量)×{(100−各ブロックの影の強さ)/100}
以上が上記ステップS33の処理に相当する。
この例では、照明光量、影の強さそれぞれについて、数値と判定結果(一次判定)を表示し、更に総合判定結果を表示している。
によって求められる。
によって求められる。
すなわち、上記図6(b)のように得られた、基準媒体の領域内の各ブロック毎の影の強さを用いて、例えば図11(a)に示すように各列毎の影の強さの平均値を求めて、これを例えば図11(b)に示すように列平均値として一時的に記憶する。
によって求められる。
によって求められる。
まず、拡張領域の各行に上記行番号を付与する。これは上記の例では領域内の行数はn行となっているので、例えばここでは上下にそれぞれn行分の拡張領域を設けることで、上下方向では領域内も含めて3×n行分を処理対象とする。そして、拡張領域の各行に対しても行番号を付与する。すなわち、領域内の行番号は‘1’〜‘n’となっているので、上方向の拡張領域に関しては‘1’から−1ずつ減らすことで、行番号=0、−1、−2、−3、・・・、−n+2,−n+1までのn行分の行番号を付与する。下方向の拡張領域についても同様に、‘n’から+1ずつ増やすことで、行番号=n+1、n+2、n+3、・・・、2n−1,2nまでのn行分の行番号を付与する。
行平均値={(行番号−1)×(n行目の行平均値−1行目の行平均値)/(n−1)}+1行目の行平均値
行平均値={(10−1)×(n行目の行平均値−1行目の行平均値)/(10−1)}+1行目の行平均値
=(n行目の行平均値−1行目の行平均値)+1行目の行平均値
=n行目の行平均値
となる。
図12(a)に示すように、例えば−n+1行目の行の行平均値は、
{(−n+1−1)×(n行目の行平均値−1行目の行平均値)/(n−1)}+1行目の行平均値
によって求めることができる。
{(2n−1)×(n行目の行平均値−1行目の行平均値)/(n−1)}+1行目の行平均値
によって求めることができる。
実際の処理の際には上記nの値、及び1行目とn行目の行平均値は分かるので、仮に、n=10、1行目の行平均値=25(%)、10行目の行平均値=15(%)とした場合、上記算出式は、
行平均値={(行番号−1)×(15−25)/(10−1)}+25
=−10/9×行番号+10/9+25
≒26−行番号(%)
という近似式とすることができる。
まず、拡張領域の各列に上記列番号を付与する。これは上記の例では領域内の列数はm列となっているので、例えばここでは左右にそれぞれm列分の仮想領域を拡げることで、左右方向では領域内も含めて3×m列分を処理対象とする。そして、拡張領域の各列に対しても列番号を付与する。
列平均値={(列番号−1)×(m行目の列平均値−1列目の列平均値)/(m−1)}+1列目の列平均値
図13(a)に示すように、例えば−m+1列目の列の列平均値は、
{(−m+1−1)×(m列目の列平均値−1列目の列平均値)/(m−1)}+1列目の列平均値
によって求めることができる。
{(2m−1)×(m列目の列平均値−1列目の列平均値)/(m−1)}+1列目の列平均値
によって求めることができる。
すなわち、以下の算出式によって、拡張領域の各ブロックの影の強さ(推定値)を求める。
但し、「行番号が1〜nの範囲内で且つ列番号が1〜m」の範囲内であるブロックに関しては、これは上記基準媒体の領域内のブロックであるので、上記算出式により算出は行わずに、上述したステップS32の処理結果を用いるものとする。
このようにして、例えば図14に示す“−n+1行目〜2n行目”ד−m+1列目〜2m列目”の3n×3mの領域(基準媒体の領域と拡張領域とを含む領域;全領域というものとする)の全てのブロックの影の強さが求められたら、当該全領域内の全てのブロックについて、各々、そのブロックの総合判定結果を求める。
まず、既に述べたように、上記全領域内の全てのブロックについて、それぞれ、そのブロックの総合判定結果と求めており、その結果の一例が図15に示す通りであるものとする。尚、これは、上記全領域(基準媒体画像の領域内外)における、総合判定内容の分布を求めたものと言うこともできる。
×・・・1点
△・・・2点
○・・・3点
◎・・・4点
10×1+20×2+30×3+4×4=156
となる。
尚、枠の位置の移動方法は、図16、図17に示す例に限らない。任意の大きさの枠を任意に移動させて、各位置における上記評価点を求めればよい。
更に、設置場所の照明環境が不適切と判定された場合には、自動的に推奨設置位置を求めて表示等することができる。推奨設置位置は、上記の通り、最適な(適切な)設置位置と言うことができるものである。更に、図8に示すようなユーザが直感的に分かり易いような推奨設置位置の表示を行うことができる。
スタンド型イメージスキャナの設置作業が効率的に行えるようになり、ユーザの手間を軽減できるようになる。
2 支柱部
3 カメラボード
4 レンズ
5 制御PC(パソコン)
6 LCDモニタ
7 USBインタフェース
11 イメージセンサ
12 制御CPU
12a USBコントローラ
13 RAM
20 照明光量用の判定マトリックス
21 推定照明光量
22 判定
23 重み付け係数
30 影の強さ用の判定マトリックス
31 影の強さ
32 判定
33 重み付け係数
40 総合判定用マトリックス
41 「影の強さの判定」
42 「周囲の照明光量の判定」
Claims (6)
- 周囲の光源から照射される光を用いて撮像対象物の画像を撮像する撮像部を有するスタンド型イメージスキャナ装置であって、
前記撮像対象物としての所定の基準媒体を前記撮像部が撮像して成る基準媒体画像を入力する入力手段と、
該基準媒体画像において影部分以外が所定の階調値となるように露出時間または/及びゲイン量を調整して、調整後の基準媒体画像を得る階調値調整手段と、
該調整後の露出時間または/及びゲイン量に基づいて前記照射光による照明光量の推定値を算出する照明光量算出手段と、
前記調整後の基準媒体画像において前記所定の階調値となっていない部分である前記影部分に関して、影の強さを算出する影の強さ算出手段と、
予め各照明光量と各影の強さとの各組み合わせに応じて、周囲の照明環境の適切性を示す判定内容が登録された判定内容記憶手段と、
前記照明光量算出手段で算出された前記照明光量の推定値と、前記影の強さ算出手段で算出された影の強さとの組み合わせに応じて、前記判定内容記憶手段を参照して該当する判定内容を取得することで、周囲の照明環境が適切か否かを判定する周囲環境適切性判定手段と、
を有することを特徴とするスタンド型イメージスキャナ装置。 - 前記判定内容記憶手段は、予め、各照明光量に応じた周囲の照明環境の適切性を示す第1の判定内容が登録された第1判定マトリックスと、各影の強さに応じた照明環境の適切性を示す第2の判定内容が登録された第2判定マトリックスと、前記第1の判定内容と前記第2の判定内容との組み合わせに応じた総合判定内容が登録された総合判定マトリックスとを記憶しており、
前記周囲環境適切性判定手段は、前記第1判定マトリックスを参照して前記照明光量算出手段で算出された周囲の照明光量の推定値に応じた第1の判定内容を取得し、前記第2判定マトリックスを参照して前記影の強さ算出手段で算出された影の強さに応じた第2の判定内容を取得し、該取得した第1、第2の判定内容に応じて、前記判定内容記憶手段を参照することで、該当する総合判定内容を取得することを特徴とする請求項1記載のスタンド型イメージスキャナ装置。 - 前記周囲環境適切性判定手段によって周囲の照明環境が不適切と判定された場合、前記基準媒体画像の領域内外の影の分布を求め、該求めた影の分布に基づいて前記基準媒体画像の領域内外の照明光量の分布を求め、該求めた影の分布と照明光量の分布とに基づいて、推奨設置位置を求める推奨設置位置算出手段を、更に有することを特徴とする請求項2記載のスタンド型イメージスキャナ装置。
- 前記推奨設置位置算出手段は、
前記基準媒体上における影の強さの分布を求め、該求めた影の強さの分布に基づいて前記基準媒体の領域外における影の分布を推定することで、前記基準媒体画像の領域内外の影の分布を求め、
該求めた領域内外の影の分布と前記照明光量算出手段で算出した照明光量とに基づいて、前記基準媒体画像の領域内外の照明光量の分布を求め、
該求めた領域内外の影の分布と照明光量の分布とに基づいて、領域内外の前記総合判定内容の分布を求め、
該求めた領域内外の前記総合判定内容の分布に基づいて、前記推奨設置位置を求めることを特徴とする請求項3記載のスタンド型イメージスキャナ装置。 - 前記推奨設置位置算出手段は、前記領域内外の前記総合判定内容の分布に基づいて、該各総合判定内容を数値化し、前記領域内外の全領域において所定の大きさの枠を任意に移動させて任意の各位置において、該枠内の全ての前記総合判定内容の前記数値の総和を求めることでその位置における評価点を求めることで、評価点が最も高い位置を前記推奨設置位置とすることを特徴とする請求項4記載のスタンド型イメージスキャナ装置。
- 周囲の光源から照射される光を用いて撮像対象物の画像を撮像する撮像部を有するスタンド型イメージスキャナ装置における初期診断装置であって、
前記撮像対象物としての所定の基準媒体を前記撮像部が撮像して成る基準媒体画像に基づいて、該基準媒体画像において影部分以外が所定の階調値となるように露出時間または/及びゲイン量を調整して、調整後の基準媒体画像を得る階調値調整手段と、
該調整後の露出時間または/及びゲイン量に基づいて前記照射光による照明光量の推定値を算出する照明光量算出手段と、
前記調整後の基準媒体画像において前記所定の階調値となっていない部分である前記影部分に関して、影の強さを算出する影の強さ算出手段と、
予め各照明光量と各影の強さとの各組み合わせに応じて、周囲の照明環境の適切性を示す判定内容が登録された判定内容記憶手段と、
前記照明光量算出手段で算出された前記照明光量の推定値と、前記影の強さ算出手段で算出された影の強さとの組み合わせに応じて、前記判定内容記憶手段を参照して該当する判定内容を取得することで、周囲の照明環境が適切か否かを判定する周囲環境適切性判定手段と、
を有することを特徴とするスタンド型イメージスキャナ装置の初期診断装置。
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